MAS-ML Seminário da Disciplina de Agentes Cognitivos Prof. Patrícia Tedesco Equipe: Fernando Jaziel Mario Sergio Sidney

Roteiro  Introdução  Objetivo  Ambientando o Problema  Propondo MAS-ML  O Framework do TAO  Extensões de UML  O MAS-ML  Aplicando critérios de Avaliação  Bibliografia

Introdução  A era da internet e novas tecnologias tem trazido novos desafios para a Engenharia de Software tradicional  Cada vez mais sistemas lidam com muitos componentes passivos e autônomos em uma rede O conceito de agentes traz novos desafios

Introdução  Técnicas de Engenharia de software baseadas em Sistemas Multi-Agentes propõem um avanço nos modelos tradicionais, visando superar limitações impostas pelos novos desafios em vista.  Novas técnicas e processos de modelagem de sistemas com o conceito de agentes têm surgido ao longo do tempo

Introdução  Sistemas Multi-Agentes (SMAs) têm ganho grande aceitação na indústria e academia como um novo paradigma para projeto e desenvolvimento de softwares. Sendo algo novo, torna-se natural a dificuldade de engenheiros em entender cada abstração e relações entre elas

Objetivo  O propósito desta apresentação é introduzir a MAS-ML, um ambiente para especificação de projetos de Sistemas Multi-Agentes com mecanismos transformadores para a geração automática de código em Java

Ambientando o Problema  Novo paradigma de Engenharia de software baseado em Sistemas Multi-Agentes  Como modelar ? Implementar ?  Necessidade de novas Metodologias, plataformas de desenvolvimento e linguagens de Modelagem e Programação.

Ambientando o Problema  Modelagens tradicionais usam UML como base  Entretanto, UML não é adequada para SMAs, pois seu meta-modelo não possui conceitos de agentes, organizações, regras, etc.

Ambientando o Problema  Como modelar SMAs? Propondo ambientes de modelagem totalmente novos Ou estendendo algum existente... UML

Requisitos de uma Linguagem para SMAs  Uma Linguagem de Modelagem de SMAs deve ser hábil para: Descrever as abstrações do ambiente multi-agente Possuir um meta-modelo com uma descrição bem fundamentada

Requisitos de uma Linguagem para SMAs  Uma Linguagem de Modelagem de SMAs deve ser capaz de: Representar os aspectos estáticos e dinâmicos dos Agentes, Regras, Organizações, Sociedades e Ambientes. E possuir um processo simples e bem definido de como o projeto poderá ser implementado em linguagem de programação

Propondo o MAS-ML  O MAS-ML tem o objetivo de suprir a necessidade por uma linguagem de modelagem de SMAs.  Ela se apresenta como uma extensão UML, onde Objetos e Agentes coexistem, incorporando conceitos de orientação à Objetos e a Agentes.

Propondo o MAS-ML  É uma proposta baseada: No framework conceitual TAO Taming Agents and Objects Na extensão do metamodelo UML Gerador de Código Java

Propondo o MAS-ML UML TAO GERADOR DE CÓDIGO JAVA TAO ESTENDENDO UML

O Framework do TAO  É um framework conceitual que define os aspectos dinâmicos e estáticos dos Sistemas Multi-Agentes, bem como suas propriedades e relações entre elas.  Sua principal função é definir um framework unificado para a compreensão das diferentes abstrações e suas relações objetivando o suporte para o projeto e desenvolvimento em larga escala de SMAs UML TAO GERADOR DE CÓDIGO JAVA TAO ESTENDENDO UML

O Framework do TAO Abstrações e Relações do Framework Conceitual do TAO

O Framework do TAO Abstrações Fundamentais  Objetos: Possui estados e comportamentos que podem ser associados a outros objetos  Agente: É um elemento autônomo, adaptativo e interativo com um estado mental, que possui crenças sobre o mundo e objetivos. É uma extensão dos objetos

O Framework do TAO Abstrações Ambientais  Ambientes: É o elemento que é o habitat dos agentes, objetos e organizações.  Eventos: São gerados por objetos ou agentes através da execução de suas operações, e por ambientes quando ele é um elemento ativo. Eventos podem levar a novas ações de agentes, objetos e de ambientes ativos (triggering)

O Framework do TAO Abstrações de Grupo  Organizações: São elementos que agrupam agentes com regras objetivos comuns  Regras: Definidas no contexto das organizações, guiam e restringem os comportamentos dos agentes. Definem o comportamento social dos agentes

O Framework do TAO Relacionamentos  Identifica as relações entre todos os elementos do framework do TAO. São elas: Inhabit (I): I(habitat, citizen) Ownership (Ow): Ow(owner, member) Play (P): P(element, role) Control (C): C(controller, controlled) Dependency (D): D(client, supplier) Specialization/Inheritance (S): S(super-element, sub-element)...

Extensões na UML  MAS-ML estende UML preservando todas os conceitos relacionados aos objetos em seu meta-modelo.  Diagramas de UML estendidos: Diagrama de classes capaz de representar as relações entre agentes, agentes e classes, organizações, organizações e classes, ambientes e ambientes e classes Diagrama de Organização que modela as organizações e as relações entre elas e outras entidades Diagrama de Regras que modela as relações entre as regras definidas nas organizações. UML TAO GERADOR DE CÓDIGO JAVA TAO ESTENDENDO UML

Extensões na UML  Aspectos dinâmicos, representados através de extensões dos diagramas de sequência e atividade: Interação entre agentes, organizações, ambientes e objetos. Execução de Planos e associação de ações com agentes, organizações e ambientes. Protocolos definidos por regras.

O MAS-ML Esquema Proposto com Transformador Diagrama -> Java Code 1ª Fase: Descrição textual do modelo gráfico da aplicação para uma gramática MAS-ML A gramática torna possível a descrição das entidades, propriedades e relações

O MAS-ML Esquema Proposto com Transformador Diagrama -> Java Code 2ª Fase: Ocorre uma transformação parcial O Modelo será adequadamente transformado em classes, atributos e relações

O MAS-ML Esquema Proposto com Transformador Diagrama -> Java Code 3ª Fase: Transformação final para o modelo orientado a objetos, representado pelas classes java.

Aplicando critérios de Avaliação  Enquadramento do Mas-ML nos critérios definidos por Sheory, Cernuzzi e Akbari para Frameworks de Modelagem de SMA’s

UML TAO Aplicando critérios de Avaliação Aspectos exigidos por Sheory para Modelagem de MASs Conceitos e Propriedades Conceitos GeraisBlocos Básicos AutonomiaReatividadeAgenteCrença do Agente ProatividadeSociabilidadeDesejo ou Objetivo do agenteIntenção MensagemNorma OrganizaçãoProtocolo RegrasServiços SociedadeTarefas Notação e Técnicas de Modelagem AcessabilidadeAnalizabilidadeComplexidade de GerenciamentoExecutabilidade ExpressividadeModularidadePrecisão Processo Contexto de DesenvolvimentoCiclo de Vida de desenvolvimento Aspectos Pragmáticos RecursosNecessidades de EspecializacãoConveniência da Linguagem escolhida Aplicabilidade do Domínio Escalabilidade

UML TAO Aplicando critérios de Avaliação Aspectos exigidos por Cernuzzi para Modelagem de MASs Atributos Internos AutonomiaReatividadeCrençasIntenções ProatividadeNoção MentalObjetivosIntenção Atributos de Interação Habilidade Organizacional e de relação entre agentes Tipos diferentes de interação entre agentes Conversações entre agentesInterface entre diferentes entidades Interesses e objetivos múltiplos Outros Requerimentos do Processo ModularidadeAbstração Precisão e clareza no modelo Transição sistemática do Processo Visão macroscópica Do projeto

UML TAO Aplicando critérios de Avaliação Aspectos exigidos por Akbari para Modelagem de MASs Avaliação de Critérios Conceituais Conceitos GeraisConceitos Laterais AutonomiaReatividadeCrençasSocialização: Regras ProatividadeSociabilidadeDesejosSocialização: Organização IntençõesSocialização: Norma Comunicação: MensagensSocialização: Sociedade Comunicação: ProtocoloOperações: Serviços Operações: Tarefas Critérios para Notação Facilidade de compreensão e uso Expressividade estática e dinâmica Precisão de símbolos, sintaxe e semântica Modularidade nos processos de incremento Expressividade de análise e design RefinamentosVerificação de dependênciasModularidade nos mecanismos de particionamento

UML Aplicando critérios de Avaliação Aspectos exigidos por Akbari para Modelagem de MASs Critérios para Processos Ciclo de VidaGerenciamento do Projeto Gerenciamento de ConfiguraçãoVerificação e Validação Medida de QualidadeRefinamentosContexto de DesenvolvimentoPerspectiva de Desenvolvimento Avaliações Pragmática Ferramentas de software Informações de Suporte de software Dificuldade de AprendizagemArquiteturas de SO e hardware disponíveis Uso da metodologia em aplicações de tamanhos diferentes Aplicabilidade da metodologia em domínios diferente Avaliações de Suporte para Engenharia de Software Reusabilidade em diferentes aplicações Facilidade nos testes e busca de erros Facilidades para extensõesFacilidade de modificações Facilidade na manutenção como um todoIntrodução de novos termos não comumente utilizados em outras metodologias

Aplicando critérios de Avaliação Aspectos exigidos por Akbari para Modelagem de MASs Avaliações Mercadológica Satisfação dos usuários em termos de velocidade de fim de projeto e menores custos Dificuldade de treinamento de pessoal na metodologia Satisfação por parte da equipe de desenvolvimento Satisfação da equipe de gerenciamento Riscos envolvidos com a aplicação desta metodologia

Bibliografia  MODELING MULTI-AGENT SYSTEMS, VIVIANE TORRES DA SILVA and CARLOS J.P. DE LUCENA, COMMUNICATIONS OF THE ACM May 2007/Vol. 50, No. 5  Taming Agents and Objects in Software Engineering – Artigo por: Viviane Silva, Alessandro Garcia, Anarosa Brandão, Christina Chavez, Carlos Lucena, Paulo Alencar  A Framework for Evaluating Agent-Oriented Methodologies - Arnon Sturm, Onn Shehory